快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)平臺的建設(shè)模式探討

黃智　黃忠朝　喻罡　劉文明　管茶香

摘要：建設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要，是國家新工科建設(shè)的要求。本文首先分析生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的特點，其次基于新工科平臺的構(gòu)建模式提出生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)培養(yǎng)平臺的建設(shè)模式，然后針對生物醫(yī)學(xué)工程的特征給出快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)平臺的具體建議，以期為各類高校開展生物醫(yī)學(xué)工程本科教學(xué)培養(yǎng)平臺建設(shè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：新工科;專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng);學(xué)科融合;生物醫(yī)學(xué)工程

引言

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是以自然科學(xué)的基本原理、工程技術(shù)的方法和視角解決生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中各類問題的學(xué)科。?起初，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科主要是面向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的醫(yī)療儀器和設(shè)備研制及應(yīng)用的;隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)科研究的需求及拓展，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科滲透到了生物機理方面的基礎(chǔ)性研究;在醫(yī)療信息化高速發(fā)展時代，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科又增加了與醫(yī)療信息化相關(guān)的軟件開發(fā)及信息學(xué)方面的研究;在基因技術(shù)興起時期，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科隨后又進行了基因組學(xué)和生物信息學(xué)的研究;如今，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)醫(yī)療時代的到來，生物醫(yī)學(xué)工程進入了“?互聯(lián)網(wǎng)?+”?時?代。由此可以看出，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科具有突出的創(chuàng)新性、戰(zhàn)略性、前沿性、交叉性、實踐性和工程性特點，所以，其在新工科建設(shè)中具有明顯優(yōu)勢，如緊跟時代戰(zhàn)略發(fā)展、把握政策導(dǎo)向、服務(wù)產(chǎn)業(yè)需求、處于新工科發(fā)展前沿、引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展等。?另外，生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)與自然科學(xué)和工程學(xué)科相融合，不但推動了其方法學(xué)的創(chuàng)新和技術(shù)平臺的建立，而且促進了社會進步和經(jīng)濟的發(fā)展，形成了很多新的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和研究領(lǐng)域，從而推動了新技術(shù)的應(yīng)用，推動了社會的進步，促進了學(xué)科的大融合、大交叉。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的人才在未來將被大量需求，加大加快對生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的建設(shè)符合全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要、未來需求和發(fā)展方向。

一、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的特點

截至目前，我國已有超過70多所高校建立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，其中70%為理工或綜合性大學(xué).30%為醫(yī)學(xué)院校。因教學(xué)資源與條件的不同，理工科院校與醫(yī)科院校、綜合性大學(xué)的培養(yǎng)的人才具有不同的特色。理工類院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教育，主要體現(xiàn)于理學(xué)、工學(xué)及二者有機結(jié)合的特色和優(yōu)勢.如理工類院校在數(shù)學(xué)、生物、材料、機械、電子、計算機、自動控制等學(xué)科，具有堅實的教學(xué)基礎(chǔ)、豐富的教學(xué)經(jīng)驗、良好的教學(xué)資源與條件。理工科院校側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識，包括數(shù)學(xué)、物理、電子、機械、生物等學(xué)科;熟悉醫(yī)學(xué)電子儀器、生物醫(yī)學(xué)信息、計算機、生物材料等相關(guān)學(xué)科專業(yè)知識;善于利用工程學(xué)方法與手段，解決專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的問題。醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢在于：①醫(yī)學(xué)師資力量強，學(xué)生醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)扎實;②學(xué)生熟悉醫(yī)院環(huán)境，更容易與臨床醫(yī)師溝通合作;③醫(yī)療設(shè)備、病理資源豐富，學(xué)生實踐機會多。醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)的生物醫(yī)學(xué)工程類人才，由于有一定的醫(yī)學(xué)背景，能迅速發(fā)現(xiàn)并解決有實際臨床意義的應(yīng)用性問題，而受到各級醫(yī)療機構(gòu)和各大醫(yī)療設(shè)備公司的歡迎。

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)因為交叉學(xué)科的特點，專業(yè)課程體系比一般的工程專業(yè)更復(fù)雜，包含醫(yī)學(xué)、電子、材料、機械等多學(xué)科課程。這導(dǎo)致本專業(yè)在國內(nèi)高校中普遍存在一個問題：課程體系分散，學(xué)生各種知識都學(xué)一點，但都學(xué)得不精。因而在綜合性大學(xué)設(shè)置有不同的研究方向與領(lǐng)域，包括醫(yī)療儀器、生物醫(yī)用材料、醫(yī)學(xué)信息學(xué)、醫(yī)學(xué)圖像處理等等，不同研究方向的課程體系設(shè)置有所不同。例如醫(yī)療儀器方向的課程中主要包括醫(yī)學(xué)儀器原理、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器、現(xiàn)代傳感技術(shù)等課程，而生物醫(yī)用材料方向的課程設(shè)置中則應(yīng)加強材料相關(guān)的課程，包括材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料加工工藝、生物醫(yī)用材料等課程。

現(xiàn)代教育應(yīng)以育人為本，以學(xué)生為本。在制定教學(xué)計劃、建設(shè)課程體系時，要確立學(xué)生的主體地位，尊重學(xué)生的興趣愛好和個性特點，從根本上調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維。以人為本.還要認真考慮學(xué)生就業(yè)的需要，要適應(yīng)社會，特別是用人單位的急切需求。因此，針對學(xué)生不同興趣愛好和以就業(yè)需求為導(dǎo)向，還需設(shè)置不同的就業(yè)創(chuàng)業(yè)課程體系。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)設(shè)置在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，依托基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院在細胞生物學(xué)，生理學(xué)，解剖學(xué)，免疫學(xué)，動物實驗科學(xué)等學(xué)科已有的教學(xué)資源和實踐平臺，設(shè)置了醫(yī)療器械生物學(xué)評價、醫(yī)療器械安全有效性評價、醫(yī)療器械管理和生物學(xué)綜合實習(xí)等課程，將醫(yī)療器械的成品檢驗和注冊審評過程所需要的基礎(chǔ)知識與動手實踐能力分解到各個具體的課程，構(gòu)建就業(yè)創(chuàng)業(yè)課程體系。該體系不但可從頂層設(shè)計上實現(xiàn)與政府、企事業(yè)單位對從事醫(yī)療器械管理、檢驗和注冊工作人才需求的無縫對接，而且使整個教學(xué)過程模塊化、系統(tǒng)化、規(guī)范化。另一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)目的明確，能極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

二、生物醫(yī)學(xué)工程平臺建設(shè)模式

新工科平臺的構(gòu)建是開展新工科學(xué)科專業(yè)建設(shè)、發(fā)展和人才培養(yǎng)的重要前提和基礎(chǔ)，可以有實體和非實體兩種模式，即按照傳統(tǒng)工科以院系為實體平臺進行學(xué)科與專業(yè)建設(shè)的架構(gòu)和按照新工科特征不設(shè)實體的由相關(guān)院系和學(xué)科關(guān)聯(lián)組成的架構(gòu)，或稱跨學(xué)科交融的新型組織。

采用不設(shè)實體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程平臺的模式符合生物醫(yī)學(xué)工程的引領(lǐng)性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性和發(fā)展性等特征。這需要相關(guān)學(xué)科和院系的溝通協(xié)調(diào)、協(xié)作配合和通力合作，教師由來自校內(nèi)不同實體院系、不同學(xué)科和專業(yè)方向的教師以及校外兼職教師組成，他們共同承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。非實體生物醫(yī)學(xué)工程教學(xué)平臺的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在：能夠充分利用相關(guān)院系和學(xué)科長期積累的校內(nèi)外各種資源，使生物醫(yī)學(xué)工程建設(shè)始于較高的起點;對生物醫(yī)學(xué)工程新產(chǎn)業(yè)的需求和未來發(fā)展具有很強的適應(yīng)性，及時調(diào)整學(xué)科建設(shè)方向和人才培養(yǎng)要求，能夠及時調(diào)整或重組教師隊伍。但是，這種非實體平臺的有效運行需要制度和機制的保障：在資源分配上要突破傳統(tǒng)的院系利益格局，鼓勵學(xué)科之間融合，強調(diào)教育與科研資源共享;考核制度上，要改變以院系為中心的傳統(tǒng)評價模式，鼓勵教師跨學(xué)科專業(yè)、跨院系的合作與融合;在管理體制上，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的條塊分割的管理模式，促進跨院系跨學(xué)科跨部門的協(xié)同發(fā)展。

四、生物醫(yī)學(xué)工程本科教學(xué)平臺的搭建

1.生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程平臺的搭建

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識的教學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分。通過對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識的學(xué)習(xí)，為生物醫(yī)學(xué)工程各個研究方向?qū)I(yè)知識的學(xué)習(xí)奠定必要的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。鑒于此，中南大學(xué)把生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的教學(xué)組織管理機構(gòu)設(shè)置在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，突出基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識的教學(xué)重點，使學(xué)生加深對基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)內(nèi)容的理解和把握。

2.生物醫(yī)學(xué)工程不同方向?qū)I(yè)課程平臺的搭建

根據(jù)醫(yī)療器械各領(lǐng)域?qū)臉I(yè)人員知識背景的不同需求，需要為不同方向的學(xué)生提供不同的專業(yè)課程教學(xué)平臺。如生物信息方向含“生物信息學(xué)”“計算分子生物學(xué)”“結(jié)構(gòu)生物學(xué)”等課程，需要生物學(xué)科和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。生物醫(yī)用材料方向含“材料科學(xué)與基礎(chǔ)”“材料力學(xué)”“材料加工原理”等課程，需要材料科學(xué)與工程學(xué)科的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。醫(yī)學(xué)儀器方向含“電子技術(shù)”“傳感器原理與技術(shù)”“信號與系統(tǒng)”“機電一體化設(shè)計”等課程，需要電子科學(xué)與技術(shù)的教師來承擔(dān)生物醫(yī)學(xué)工程的科學(xué)研究、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)工作。采用不設(shè)實體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程平臺的模式適應(yīng)了新時期對跨領(lǐng)域人才的新需求，為不同方向的學(xué)生提供了系統(tǒng)性的知識構(gòu)架與從理論到實踐的引導(dǎo)過程，可以達到很好的教學(xué)效果。

3.生物醫(yī)學(xué)工程不同方向?qū)嵺`平臺的搭建

生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)因為交叉性、實踐性和工程性的特點，在一個實體內(nèi)同時搭建包含醫(yī)學(xué)、電子、計算機、機械等多學(xué)科課程實踐教學(xué)平臺需要耗費學(xué)校大量的建設(shè)資金，因此，采用不設(shè)實體的組織架構(gòu)構(gòu)建生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程實踐平臺的模式，充分利用各高校長期的發(fā)展過程中積累的實踐教學(xué)平臺，實現(xiàn)資源共享，可快速搭建生物醫(yī)學(xué)工程的實踐教學(xué)平臺。

第一層次的平臺建設(shè)結(jié)合全校共享的公共基礎(chǔ)實驗平臺，如物理實驗平臺，化學(xué)實驗平臺，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗平臺，充分滿足不同專業(yè)方向的本科生進行基礎(chǔ)課程實驗的需求;第二層次的平臺建設(shè)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程不同方向的實際，不同方向的課程實踐可安排在不同學(xué)科的專業(yè)實驗平臺，如生物醫(yī)用材料方向的金工實習(xí)，材料學(xué)基礎(chǔ)實驗均可在材料科學(xué)與工程實踐平臺完成。第三層次的平臺是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓(xùn)及實踐平臺，可積極引導(dǎo)學(xué)生參加“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”、教師的科學(xué)研究活動和學(xué)科綜合競賽活動，也可以與企業(yè)、?行業(yè)、研究院所的深度融合和優(yōu)勢互補，獲取社會資源，同大型醫(yī)院的醫(yī)學(xué)工程部、醫(yī)療器械企業(yè)和醫(yī)療器械檢測所展開合作，建設(shè)不同方向的專業(yè)實踐基地，為學(xué)生營造一個接觸和體驗接近真實應(yīng)用系統(tǒng)的環(huán)境。

結(jié)語

建設(shè)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是全球的健康需求和國家的戰(zhàn)略需要，是國家新工科建設(shè)的要求。生物醫(yī)學(xué)工程人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建和平臺建設(shè)模式要勇于創(chuàng)新，要看準(zhǔn)未來發(fā)展和行業(yè)變革的趨勢，引領(lǐng)學(xué)科發(fā)展，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，?服務(wù)社會經(jīng)濟發(fā)展。?為此，需要全校上下的通力合作，進一步探索和研究生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系、實踐培養(yǎng)體系及在非實體本科教學(xué)平臺建設(shè)模式、制度和機制方面勇于創(chuàng)新等，為建設(shè)工程教育強國做出貢獻，為創(chuàng)新型國家建設(shè)提供卓越型生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才支撐和智力保證。

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作者簡介

黃智（1984.03—），男，漢，湖南衡南，博士，副教授，無源醫(yī)療器械的設(shè)計和制造。